안녕하세요. 박조훈 전문가입니다.
Q. 물 순환은 지구 기후 조절에 어떤 기여를 하나요?
물의 순환은 지구 기후 조절의 핵심적인 자연 매커티즘 중 하나로서 단순히 물이 증발하고 비로 내리는것 뿐만 아니라 에너지의 이동과 기온 조절, 기압의 형성, 기상 현상발생 등의 다양한 지구의 기후에 영향을 주게 합니다. 증발과정에서 물ㅇ느 주변의 열을 흡수하면서 기화되고 이 과정은 주변의 기온을 낮춰 냉각 효과를 만들어주죠. 수증기가 공기 중으로 올라가 응결하게 되면 그 훕수했던 열을 방출하며 대기의 상층을 데우는 역하릉ㄹ 하고 대기의 순환을 유도해줍니다. 이렇게 열을 저장하고 옮기는 과정은 기온의 극단적인 변화를 완화시키고 기후를 안정화시키는데 도움을 주죠. 물 순환과정 중 증발된 수증기가 구름을 형성하면서 햇빛을 반사하여 지표면의 온도를 낮춰주기도 하며 구름은 복사열을 가두어 야간 기온 하강을 완화시키기도 합니다. 물 순혼의 결과 강수는 특정 지역의 기후를 결정짓는 주요한 요소이기도 하고 물이ㅡ 증발 및 응결 과정은 기압 차이와 공기의 밀도 변화를 일으켜 바람과 대기의 순환을 유도하게 합니다. 증발은 주로 해양에서 발생하고 해수면의 온도, 엘리뇨와 라니냐와 같은 대규모 기후 변동성을 일으키게 합니다.
Q. 인터스텔라에서 웜홀 생성 지점이 토성 궤도인 이유는 무엇인가
웜홀은 시공간의 거대한 왜곡을 동반하며 그것을 설치하거나 유지하려면 강한 중력장 근처는 피해야 합니다. 태양과 가까운 궤도는 태양의 중력 간섭이 크고 웜홀을 안정적으로 유지하기 어렵다고 가정할수 있꼬 토성 궤도는 태양에서 멀고, 중력 영향이 상대적으로 적은 이상적인 위치로 추정하고 있쬬. 토성의 궤도는 현재 기술로도 수십 년 내 도달 가능한 범위이며 현실과 완전히 동떨어진 설정이 아닌 관객의 몰입감을 위해 유지한것으로 알려져 있습니다. 지구에서 너무 가까우면 긴 여장과 희생이라는 테마가 약해지기도 하니 너무 멀지 않으면서 현실성 있는 곳을 설정한 것으로 보입니다. 카시니 탐사선, 타이탄 탐사 계획 등 현실에서도 토성은 지속적인 관심의 대상이기도 하며 영화에서는 웜홀이 인간이 아닌 5차원 존재에 의해 설치된것으로 나오게 됩니다. 그들은 인류를 돕기 위해 인류가 겨우겨우 도달할 수 있는 위치에 웜홀을 배치했을가능성도 있지요!
Q. 구름이 형성되는 원리는 무엇인가요?
구름은 대기중의 작은 물방울이나 얼음의 결정이 모여서 형성되게 됩니다. 공기중의 수증기가 응결되어 눈에 보이는 형태로 변하는 것이 구름이죠. 대부분의 구름은 액체 물방울로 구성되며 고도가 높은 온도가 낮은 구름은 얼ㅇ므 입자로 이루어져있고 수증기가 달라붙을수 있는 핵 역할의 미세입자를 포함하게 됩니다. 구름은 공기중에 항상 일정량 수증기를 가지게 하는데 이 공기가 산 위로 올라가거나 태양열로 가열되어 상승하게 되면서 고도가 높아짐에 따라 기온이 점점 낮아지고 이 낮아진 기온에 의해 특정 온도인 이슬점에 도달하면 포화 상태가 되면서 수증기를 더 이상 머금을 수 없게 되빈다. 고기중의 먼지나 연기 소금과 같은 응결핵인 미세입자들에 수증기가 달라붙게되면서 물방울이나 얼음결정으로 바뀌어 우리가 보는 구름으로 만들어지게 됩니다. 구름을 구성하는 물방울은 매우 작고 가벼워 공기속에 부유할수 있고 공기중의 상승기류가 이 물방울들을 떠받치게 되면서 쉽게 떨어지지 않게 됩니다.
Q. 우주에는 공기가 없는데 태양은 불을 만들어 낼 수 있는건가요?
태양은 불타고 있는것이 아닙니다. 불은 산소와 연료의 화학반응으로 발생하지만 태양은 공기나 산소 없이도 엄청난 에너지를 방출하는데 이는 핵융합을 통하여 만들어 내게 됩니다. 핵융합이란 가벼운 원자핵인 수소가 결합해 무거운 원자핵인 헬륨을 만들어 내게 되어 질량의 일부가 에너지로 전환되는 과정입니다. 핵융합은 높은온도로 모든 물질이 플라즈마 상태로 존재하며 우주 공간이 진공이더라도 태양 내부는 스스로 중력으로 수축하며 온도와 압력을 유지하게 됩니다. 너무 뜨껍기에 시각적으로 불타는 것 처럼 보이는 것 뿐입니다!
Q. 태양계내에서 가장 큰 위성은 무엇이며 얼마나 큰건가요?
태양계에서 가장 큰 위성은 가니메데로 목성의 위성이며 직경이 5,268km로 질량이 1.48*10^23kg, 지구보다 약 0.41배, 매우 희박한 산소 대기가 있는것으로 알려져 있꼬 내부에 액체바다가 있는것으로 예상하며 자기장이 있따고 보고 있습니다. 그렇기에 생명체의 가능성에 대해서 연구하고 있다고 알려져 있습니다.